Procés d'Haver

Archiu:Haber-Bosch-es.svg

Diagrama del procés d'Haver-Bosch.

En química, el procés d'Haver o procés d'Haver - Bosch és la reacció de nitrogen i hidrogen gaseosos per a produir amoniaco. L'importància de la reacció radica en la dificultat de produir amoniaco a un nivell industrial. El procés de síntesis és exotèrmic i en reducció de volum, per lo que el rendiment de la reacció de formació del amoniaco millora si es treballa a altes pressions.

Al voltant del 78,1 % de l'aire que nos rodeja és nitrogen molecular, N₂. l'element com molècula diatómica gaseosa és molt estable i relativament inerte pel enllaç triple que manté els dos àtoms fortament units. No va ser sino fins als primers anys de el XX quan este procés va ser desenrollat per a obtindre nitrogen de l'aire i produir amoniaco, que al oxidarse forma nitrits i nitrats. Estos són essencials en els àcit nítric (HNO₃) i fertilisants (eixemple: nitrat d'amoni (NH₄NO₃)).

Com la reacció natural és molt llenta, s'accelera en un catalisador de ferro (Fe³⁺) i òxits d'alumini (A el₂O₃) i potassi (K₂O) permetent que l'equilibri s'alcance en major rapidea. Els factors que aumenten el rendiment, en desplaçar l'equilibri de la reacció cap als productes (principi de li Châtelier), són les condicions d'alta pressió (150-300 atmòsferas) i altes temperatures (200-300 °C), resultant en un rendiment del 10-20%.

$\mathrm{N}{\phantom{A}}_2(\mathrm{g})+3\mathrm{H}{\phantom{A}}_2(\mathrm{g})⟶2\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3(\mathrm{g})$ $(\Delta H^0=-46,2kJ/mol)$

ΔH representa la variació d'energia , també cridat entalpia, i equival a -46,2 kJ/mol. En ser negativa, llibera calor, per lo que la reacció és exotèrmica.

Història

En 1910, Carl Bosch va comercialisar el procés i va assegurar encara més palesos. Haver i Bosch varen ser guardonats en el Nobel de Química en 1918 i 1931 respectivament, pels seus treballs i desenrolls en l'aplicació de la tecnologia en altes pressions i temperatures. El amoniaco va ser produït utilisant el procés Haver (a un nivell industrial) durant la Primera Guerra Mundial per a la fabricació de nitrat i l'obtenció a partir d'això d'explosius. D'esta forma Alemània va poder prescindir del nitrat procedent de Chile, el suministrament del qual estava bloquejat pels britànics.

Aspectes econòmics i ambientals

El procés Haver produïx més de 100 millons de tonelladas de fertilisant de nitrogen a l'any. El 8,27% del consum total d'energia mundial en un any es destina a este procés. Els fertilisants que s'obtenen són responsables tant del sustente de més d'un terç de la població mundial degut a que l'extracció de nutrients del sol per part de l'agricultura i ganaderia és quantiosa i per això deuen ser reposts de manera artificial, encara que el mal us dels fertilisants produïxen numerosos problemes ambientals per l'erosió i el escurrimiento de nutrients a napas i cossos d'aigua sent el més emblemàtic l'eutrofización.